(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯留させる貯湯タンクと、
所定の加熱手段を利用して前記貯湯タンク内の水を加熱して高温水とする沸き上げ用熱交換器と、
前記貯湯タンク内の温水と、所定の加熱対象水とを熱交換させる利用側熱交換器と、
一端が前記貯湯タンクの上部に接続され、途中に前記沸き上げ用熱交換器が設置され、他端が前記貯湯タンクの第１下部に接続された沸き上げ水循環回路と、
一端が前記沸き上げ水循環回路における前記貯湯タンクの前記上部と前記沸き上げ用熱交換器との間に接続され、途中に前記利用側熱交換器が設置され、他端が前記沸き上げ水循環回路における前記貯湯タンクの前記第１下部と前記沸き上げ用熱交換器との間に接続され、前記利用側熱交換器の熱源側流路を構成する熱源側流路と、
前記熱源側流路の前記他端に設置された第１流路切替手段と、
前記沸き上げ水循環回路における前記熱源側流路の前記一端との接続部と前記沸き上げ用熱交換器との間に設置された第２流路切替手段と、
前記第２流路切替手段と前記貯湯タンクの第２下部とを接続する下部戻し流路と、
前記沸き上げ水循環回路における前記第１流路切替手段と前記沸き上げ用熱交換器との間に設置された循環ポンプと、
一端が前記沸き上げ水循環回路における前記循環ポンプと前記沸き上げ用熱交換器との間に接続され、他端が前記第２流路切替手段に接続されたバイパス流路と、を備え、
前記第１流路切替手段は、前記貯湯タンクの前記第１下部と前記沸き上げ用熱交換器とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第１流路形態と、前記熱源側流路と前記沸き上げ用熱交換器とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第２流路形態とを選択可能な手段であって、
前記第２流路切替手段は、前記沸き上げ用熱交換器と前記貯湯タンクの前記上部とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第１流路形態と、前記沸き上げ用熱交換器と前記下部戻し流路とが前記沸き上げ水循環回路を介して連通する第２流路形態と、前記バイパス流路と前記下部戻し流路とが連通する第３流路形態とを選択可能な手段であって、
前記貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転時に、前記第１流路形態が選択されるように前記第１流路切替手段を制御し、前記第１流路形態が選択されるように前記第２流路切替手段を制御し、かつ、前記循環ポンプが作動するように制御する沸き上げ運転時制御手段と、
前記貯湯タンク内の温水を用いて前記加熱対象水を加熱させる加熱運転時に、前記第２流路形態が選択されるように前記第１流路切替手段を制御し、前記第３流路形態が選択されるように前記第２流路切替手段を制御し、かつ、前記循環ポンプが作動するように制御する加熱運転時制御手段と、
前記貯湯タンク内の温水を用いて前記加熱対象水を加熱させる加熱運転時に、前記第２流路形態が選択されるように前記第１流路切替手段を制御し、前記第２流路形態が選択されるように前記第２流路切替手段を制御し、かつ、前記循環ポンプが作動するように制御する第２加熱運転時制御手段と、
前記沸き上げ運転中に前記加熱運転の要求が出された場合に、前記沸き上げ運転時制御手段による制御から前記第２加熱運転時制御手段による制御を介して前記加熱運転時制御手段による制御への切り替えを行う切替制御手段と、
を備えることを特徴とする貯湯式給湯機。
【請求項２】
前記沸き上げ用熱交換器から前記沸き上げ水循環回路へ流出する湯水の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記切替制御手段は、温度検出手段により検出された湯水の温度が所定温度を下回った場合に、前記第２加熱運転時制御手段による制御から前記加熱運転時制御手段による制御への切り替えを行うことを特徴とする請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
前記切替制御手段は、前記第２加熱運転時制御手段による制御の運転時間が所定時間を越えた場合に、前記第２加熱運転時制御手段による制御から前記加熱運転時制御手段による制御への切り替えを行うことを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
前記切替制御手段は、前記循環ポンプを停止させることなく、前記沸き上げ運転時制御手段による制御から前記第２加熱運転時制御手段による制御を介して前記加熱運転時制御手段による制御への切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ヒートポンプ給湯機において、沸き上げ運転停止時のスケールの堆積を抑制するための技術が開示されている。スケールとは、主に水に含まれる炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）や硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）などの析出物のことであり、水温の上昇によりその溶解度が小さくなる。このため、沸き上げ運転等によって生成される高温水は特にスケールが発生し易く、このような高温水が熱交換機や配管の一領域内に残留すると、スケールの堆積による配管等の閉塞が発生するおそれがある。
【０００３】
上記従来の技術では、沸き上げ運転の停止時に、ヒートポンプユニットの圧縮機を停止させた後も給湯水回路に設けたポンプの動作を所定期間継続させることとしている。これにより、高温水が冷媒熱交換器内に残留する事態を回避できるのでスケールの堆積が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４３８０８号公報
【特許文献２】特開２０１０−６０２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、貯湯式給湯機として、１つの循環ポンプを用いて、貯湯タンク内の水を沸き上げる沸き上げ運転と加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水）を加熱させる加熱運転とを行うシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このシステムでは、貯湯タンク内の高温水を利用した風呂加熱運転（加熱運転）を行う場合に、貯湯タンクの上部から風呂用熱交換器（利用側熱交換器）、循環ポンプ、給湯用熱交換器（沸き上げ用熱交換器）、そして該貯湯タンクの下部へと連通する循環回路が形成される。このような循環回路によれば、例えば、貯湯運転（沸き上げ運転）中に風呂加熱運転（加熱運転）の要求が出された場合であっても、給湯用熱交換器に高温の湯が残留することがないため、給湯用熱交換器へのスケールの堆積は抑制される。
【０００６】
しかしながら、上記従来のシステムによる風呂加熱運転（加熱運転）では、貯湯タンクの湯水が常に給湯用熱交換器（沸き上げ用熱交換器）を流通して循環される。このため、加熱運転時の配管圧損が高くなってしまい加熱効率が低下してしまうといった問題がある。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、１つの循環ポンプを用いて、貯湯タンク内の水の沸き上げ運転、加熱対象水の加熱運転（浴槽水の追い焚き運転や温水を利用した暖房運転など）を行う貯湯式給湯機において、沸き上げ運転から加熱運転へ移行する場合に、配管内面へのスケールの付着を抑制しつつ、加熱運転を効率よく行うことのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る貯湯式給湯機は、貯湯タンク内の温水を用いて加熱対象水を加熱させる加熱運転時に、第２流路形態が選択されるように第１流路切替手段を制御し、第２流路形態が選択されるように第２流路切替手段を制御し、かつ、循環ポンプが作動するように制御する第２加熱運転時制御手段と、沸き上げ運転中に加熱運転の要求が出された場合に、沸き上げ運転時制御手段による制御から第２加熱運転時制御手段による制御を介して加熱運転時制御手段による制御への切り替えを行う切替制御手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、１つの循環ポンプを用いて、貯湯タンク内の水の沸き上げ運転、加熱対象水の加熱運転（浴槽水の追い焚き運転や温水を利用した暖房運転など）を行う貯湯式給湯機において、沸き上げ運転から加熱運転へ移行する場合に、配管内面へのスケールの付着を抑制しつつ、加熱運転を効率よく行うことのできる貯湯式給湯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の貯湯水追い焚き単独運転時の回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機の沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転時の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１００は、貯湯タンクユニット１と、ヒートポンプサイクルを利用するように構成されたヒートポンプユニット６０とを備えている。２つのユニット１、６０は、ヒートポンプ入口配管４１とヒートポンプ出口配管４２とによって接続されている。また、貯湯タンクユニット１には、制御部７０が内蔵されている。貯湯タンクユニット１およびヒートポンプユニット６０が備える各種の弁類、ポンプ類等の作動は、これらと電気的に接続された制御部７０により制御される。以下、貯湯式給湯機１００の各構成要素について説明する。
【００１３】
ヒートポンプユニット６０は、貯湯タンクユニット１から導かれた低温水を加熱する（沸き上げる）ための加熱手段として機能するものである。ヒートポンプユニット６０は、圧縮機６１、沸き上げ用熱交換器６２、膨張弁６３、空気熱交換器６４を冷媒循環配管６５にて環状に接続し、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を構成している。沸き上げ用熱交換器６２は、ヒートポンプサイクルを構成する冷媒循環配管６５を流れる冷媒と貯湯タンクユニット１から導かれた低温水との間で熱交換を行うためのものである。また、ＨＰ出口側サーミスタ６６は、沸き上げ用熱交換器６２で加熱した高温水の温度を検知するための温度センサーであり、ヒートポンプ出口配管４２に設けられている。ヒートポンプユニット６０で高温水を得るためには、ヒートポンプサイクルは、冷媒として二酸化炭素を用い、臨界圧を越える圧力で運転することが好ましい。
【００１４】
一方、貯湯タンクユニット１には、以下の各種部品や配管などが内蔵されている。貯湯タンク１０は、湯水を貯留するためのものである。貯湯タンク１０の下部には、市水を供給するための給水配管２が接続されており、貯湯タンク１０の上部には、貯留した湯水を給湯機外部へ供給するための給湯配管３が接続されている。尚、貯湯タンク１０には、ヒートポンプユニット６０を用いて加熱された高温水がタンク上部から流入されるとともに、給水配管２を介して低温水をタンク下部から流入させることにより、タンク内の上部と下部で温度差が生じるように湯水が貯留される。また、貯湯タンク１０の表面の上部および下部には、貯湯タンク１０内の湯水の温度分布を検知するための残湯サーミスタ１１、１２がそれぞれ取り付けられている。これらの残湯サーミスタ１１、１２により取得された温度分布に基づいて、貯湯タンク１０内の残湯量が把握され、ヒートポンプユニット６０による貯湯タンク１０内の湯水の沸き上げ運転の開始および停止などが制御される。
【００１５】
また、貯湯タンクユニット１内には、循環ポンプ２１および利用側熱交換器２２が内蔵されている。循環ポンプ２１は、貯湯タンクユニット１内の後述する各種配管に湯水を循環させるためのポンプである。利用側熱交換器２２は、貯湯タンク１０やヒートポンプユニット６０から供給される高温水を利用して、２次側の加熱対象水（浴槽循環水や暖房用循環水など）を加熱するための熱交換器である。尚、本実施形態では、利用側熱交換器２２の２次側の構成として、浴槽５０内の湯水を循環させる浴槽水循環回路５１を例に挙げて説明する。上記利用側熱交換器２２は、浴槽水循環回路５１の途中に設置されている。また、浴槽水循環回路５１の途中には、浴槽水を循環させるための２次側循環ポンプ５２と、浴槽５０から出た浴槽水の温度を検知するための浴槽出口側サーミスタ５３と、浴槽水循環回路５１の水流を検知するための水流検知スイッチ５４がそれぞれ設置されている。
【００１６】
次に、貯湯タンクユニット１が備える弁類および配管類について説明する。貯湯タンクユニット１は、三方弁３１および四方弁３２を有している。三方弁３１は、湯水が流入する２つの入口（ａポート、ｂポート）と、湯水が流出する１つの出口（ｃポート）とを有する流路切替手段であり、ａポートもしくはｂポートのどちらかから湯水が流入するように湯水の経路を切り替え可能に構成されている。四方弁３２は、湯水が流入する２つの入口（ｂポート、ｃポート）と、湯水が流出する２つの出口（ａポート、ｄポート）とを有する流路切替手段であり、３つの経路、すなわち、ｃ−ａ経路、ｃ−ｄ経路、およびｂ−ａ経路の間で流路形態を切り替え可能に構成されている。
【００１７】
また、貯湯タンクユニット１は、タンク下部配管４０、上記ヒートポンプ入口配管４１、上記ヒートポンプ出口配管４２、タンク上部配管４３、タンク戻し配管４４、利用側熱交換器１次側（熱源側）入口配管４５、利用側熱交換器１次側出口配管４６およびバイパス配管４７を有している。また、上記循環ポンプ２１は、第１ヒートポンプ入口配管４１上におけるバイパス配管４７との接続部と三方弁３１との間に設置されている。
【００１８】
より具体的には、タンク下部配管４０は、貯湯タンク１０の第１下部と三方弁３１のａポートとを接続する流路であり、ヒートポンプ入口配管４１は、三方弁３１のｃポートとヒートポンプユニット６０の入口側とを接続する流路であり、ヒートポンプ出口配管４２は、ヒートポンプユニット６０の出口側と四方弁３２のｃポートとを接続する流路であり、タンク上部配管４３は、四方弁３２のｄポートと貯湯タンク１０上部とを接続する流路であり、タンク戻し配管４４は、四方弁３２のａポートと貯湯タンク１０の中央部から下部の間に設けられた戻し口（第２下部）とを接続する流路である。また、利用側熱交換器１次側入口配管４５は、タンク上部配管４３における貯湯タンク上部と四方弁３２との間から分岐し、利用側熱交換器２２の１次側入口に接続される流路であり、利用側熱交換器１次側出口配管４６は、利用側熱交換器２２の１次側出口と三方弁３１のｂポートとを接続する流路である。更に、バイパス配管４７は、ヒートポンプ入口配管４１における循環ポンプ２１の出口側の部位と四方弁３２のｂポートとを接続する流路である。
【００１９】
本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて上記三方弁３１を制御して、次の第１および第２の２つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット１内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、三方弁３１により選択可能な「第１流路形態」とは、貯湯タンク１０の第１下部と沸き上げ用熱交換器６２とがタンク下部配管４０およびヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、利用側熱交換器１次側出口配管４６と沸き上げ用熱交換器６２とがヒートポンプ入口配管４１を介して連通する流路形態のことである。
【００２０】
更に、本実施形態の貯湯式給湯機１００では、以下の図２〜図４に示す運転状態に応じて上記四方弁３２を制御して、次の第１〜第３の３つの流路形態の間で、貯湯タンクユニット１内の湯水の流路を切り替えて使用するようになっている。より具体的には、四方弁３２により選択可能な「第１流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器６２と貯湯タンク１０の上部とがヒートポンプ出口配管４２およびタンク上部配管４３を介して連通する流路形態のことであり、「第２流路形態」とは、沸き上げ用熱交換器６２とタンク戻し配管４４とがヒートポンプ出口配管４２を介して連通する流路形態であり、「第３流路形態」とは、バイパス配管４７とタンク戻し配管４４とが連通する流路形態のことである。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ単独運転時の回路構成図である。尚、ここでいう沸き上げ単独運転とは、ヒートポンプユニット６０を利用して貯湯タンク１０内の水を沸き上げる沸き上げ運転が単独で行われるもののことである。この沸き上げ単独運転時には、三方弁３１は、ａポートとｃポートとが連通しｂポートが閉状態となるように（すなわち、三方弁３１の上記第１流路形態が選択されるように）制御される。これにより、タンク下部配管４０とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、利用側熱交換器１次側出口配管４６側を閉として利用側熱交換器２２からの流路が遮断される。また、沸き上げ単独運転時には、四方弁３２は、ｃポートとｄポートとが連通しａポートとｂポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３２の上記第１流路形態が選択されるように）制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク上部配管４３とが連通するとともに、タンク戻し配管４４側を閉として貯湯タンク１０の第２下部への流路が遮断される。
【００２２】
沸き上げ単独運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１とヒートポンプユニット６０の運転を開始することにより実行される。その結果、貯湯タンク１０の第１下部から流出する低温水は、タンク下部配管４０、三方弁３１、循環ポンプ２１およびヒートポンプ入口配管４１を経由してヒートポンプユニット６０に導かれ、沸き上げ用熱交換器６２において加熱されて高温水となった後、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク上部配管４３を経由して、貯湯タンク１０の上部から当該貯湯タンク１０内に流入し貯えられる。ここでは、図２に示す湯水の循環経路を「沸き上げ水循環回路」と称する。このような沸き上げ単独運転が実行されることで、貯湯タンク１０の内部では、上層部から高温水が貯えられていき、この高温水層が徐々に厚くなる。
【００２３】
次に、図３は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の貯湯追い焚き運転時の回路構成図である。尚、ここでいう貯湯追い焚き運転とは、利用側熱交換器２２において貯湯タンク１０内に貯えた高温水と浴槽水との間の熱交換を行い、浴槽水の加熱を行う運転である。この貯湯追い焚き運転時には、三方弁３１は、ｂポートとｃポートとが連通しａポートが閉状態となるように（すなわち、三方弁３１の上記第２流路形態が選択されるように）制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉状態として貯湯タンク１０の第１下部からの流路が遮断される。また、四方弁３２は、ｂポートとａポートとが連通しｃポートとｄポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３２の上記第３流路形態が選択されるように）制御される。これにより、バイパス配管４７とタンク戻し配管４４とが連通するとともに、ヒートポンプ出口配管４２側とタンク上部配管４３側とが閉状態となる。
【００２４】
貯湯追い焚き運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１と２次側循環ポンプ５２の運転を開始することにより実行される。尚、この浴槽水追い焚き単独運転状態では、ヒートポンプユニット６０の運転が停止されている。その結果、貯湯タンク１０の上部から流出する高温水は、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水との間で熱交換が行われる。熱交換により低温となった低温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、バイパス配管４７、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、貯湯タンク１０の中央部から下部の間に設けられた戻し口（第２下部）から貯湯タンク１０に戻される。このような循環経路によれば、貯湯タンク１０内の温水が沸き上げ用熱交換器６２を経由せずに循環される。一方、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。尚、貯湯追い焚き運転は、浴槽５０に張られた湯水の温度低下を浴槽出口側サーミスタ５３で検知することで制御部７０により自動的に実施される構成になっている。また、ユーザーがリモコン等に設置されたボタンを押下することにより、任意のタイミングで実施することもできる構成となっている。
【００２５】
次に、図４は本発明の実施の形態１における貯湯式給湯機１００の沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転の運転回路構成図である。尚、ここでいう沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転とは、上述した貯湯追い焚き運転と併せてヒートポンプユニット６０の冷却運転を実施する同時運転方法である。この沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転時には、三方弁３１は、ｂポートとｃポートとが連通しａポートが閉状態となるように（すなわち、三方弁３１の上記第２流路形態が選択されるように）制御される。これにより、利用側熱交換器１次側出口配管４６とヒートポンプ入口配管４１とが連通するとともに、タンク下部配管４０側を閉状態として貯湯タンク１０の第１下部からの流路が遮断される。また、四方弁３２は、ｃポートとａポートとが連通しｂポートとｄポートとが閉状態となるように（すなわち、四方弁３２の上記第２流路形態が選択されるように）制御される。これにより、ヒートポンプ出口配管４２とタンク戻し４４とが連通するとともに、バイパス配管４７側とタンク上部配管４３側とが閉状態となる。
【００２６】
沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転は、上記のように三方弁３１および四方弁３２が制御された状態で、循環ポンプ２１と２次側循環ポンプ５２の運転を開始することにより実行される。尚、この沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転状態では、ヒートポンプユニット６０の運転が停止されている。その結果、貯湯タンク１０の上部から流出する高温水は、タンク上部配管４３、利用側熱交換器１次側入口配管４５を経由して利用側熱交換器２２に導かれ、浴槽水との間で熱交換が行われる。熱交換により低温となった低温水は、利用側熱交換器１次側出口配管４６、三方弁３１、ヒートポンプ入口配管４１、循環ポンプ２１、沸き上げ用熱交換器６２、ヒートポンプ出口配管４２、四方弁３２およびタンク戻し配管４４を経由して、貯湯タンク１０の中央部から下部の間に設けられた戻し口（第２下部）から貯湯タンク１０に戻される。このような循環経路によれば、貯湯タンク１０内の温水が沸き上げ用熱交換器６２を経由して循環される。
【００２７】
次に、本実施の形態１における貯湯式給湯機１００の特徴的制御について説明する。本実施の形態１における貯湯式給湯機１００では、沸き上げ単独運転による高温水の生成に伴い、ヒートポンプユニット６０における沸き上げ用熱交換器６２およびヒートポンプ出口配管４２の内部の水分中にスケールが析出する。この析出したスケールを処理せずに放置した場合、経年的な堆積によって沸き上げ用熱交換器６２およびヒートポンプ出口配管４２の配管閉塞が発生するおそれがある。このため、沸き上げ単独運転終了後は、当該沸き上げ単独運転により生成された高温水および析出したスケールをヒートポンプユニット６０の外部に排除するとともに、沸き上げ用熱交換器６２を冷却してスケールの堆積を防止することが求められる。
【００２８】
しかしながら、図２に示す沸き上げ単独運転中に浴槽水の追い焚き要求が出され、図３に示す貯湯追い焚き運転に切り替えた場合においては、ヒートポンプユニット６０への湯水の流通が停止されてしまう。このため、沸き上げ用熱交換器６２内には、高温水および析出したスケールが残留してしまい、やがてはこのスケールが配管に堆積してしまう。
【００２９】
そこで、本実施の形態１における貯湯式給湯機１００では、沸き上げ単独運転中に浴槽５０に張られた湯水の追い焚き要求が出された場合に、図３に示す貯湯追い焚き運転に先立って図４に示す沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転を行うこととする。図４に示すとおり、沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転を行うと、浴槽５０側の経路では、２次側循環ポンプ５２を運転することで、浴槽５０に張られた湯水が浴槽水循環回路５１内を循環する。その結果、利用側熱交換器２２の１次側を流れる高温水の熱が、利用側熱交換器２２の２次側を流れる湯水に伝達し、浴槽５０内に張られた湯水が温められる。また、これと同時に、ヒートポンプユニット６０側の循環経路では、循環ポンプ２１を運転することで、貯湯タンク１０内の温水が沸き上げ用熱交換器６２を経由して循環される。これにより、利用側熱交換器２２を通過して流通する低温水を沸き上げ用熱交換器６２へ導くことができるので、該沸き上げ用熱交換器６２内に残留していた高温水および析出したスケールを排出するとともに、沸き上げ用熱交換器６２を有効に冷却することができる。
【００３０】
上述したとおり、沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転は、浴槽５０に張られた湯水の追い焚き運転と併せてヒートポンプユニット６０の冷却運転を行うことができる点で有効であるが、沸き上げ用熱交換器６２での配管圧損によって追い焚き運転における加熱効率が低下することが想定される。そこで、沸き上げ用熱交換器６２が十分に冷却された場合には、沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転から図３に示す貯湯追い焚き運転に切り替えることとする。これにより、沸き上げ単独運転中に追い焚き運転へ切り替えた場合であっても、配管内面へのスケールの付着を抑制しつつ、効率のよい追い焚き運転を行うことができる。
【００３１】
尚、上述した沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転から貯湯追い焚き運転に切り替えるタイミングとしては、沸き上げ用熱交換器６２内がスケールが析出しない温度まで冷却されたタイミングが好ましい。そこで、例えば、沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転の運転時間を制御部７０において管理し、この運転時間が所定時間（例えば３分）を経過したときに運転の切り替えを行うこととすればよい。尚、所定時間は、沸き上げ用熱交換器６２の冷却が十分なされる時間として、予め実験等で求めた時間を用いることとすればよい。また、他の例としては、ヒートポンプ出口側配管４２に設けられたサーミスタ６６を用いて、当該サーミスタ６６が検出した循環水の温度が所定温度（例えば４０℃）を下回った場合に、図３に示す貯湯追い焚き運転に切り替えることとしてもよい。尚、所定温度は、沸き上げ用熱交換器６２の冷却が十分なされた温度に設定することが好ましい。
【００３２】
また、上述した沸き上げ単独運転から沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転への切り替え、沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転から貯湯追い焚き運転への切り替え制御は、循環ポンプ２１の運転を停止させることなく行うことが好ましい。これにより、循環ポンプ２１の起動に要する消費電力を抑えることができるので、システムのエネルギ効率を高めることが可能となる。
【００３３】
更に、上述した運転切り替え制御において、沸き上げ単独運転から沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転へ切り替える場合には、ヒートポンプユニット６０の運転を停止させる前に、先ず、循環ポンプ２１の運転は継続しつつ２次側循環ポンプ５２を運転させて、空焚きの可能性を判断することが好ましい。具体的には、２次側循環ポンプ５２を運転させた後、浴槽内循環回路５１に設けられた水流検知スイッチ５４によって水流の検知を行う。これにより、例えば、所定時間（例えば６０秒）内に水流を検知できなかった場合には、空焚きであると判断することができるので、ヒートポンプユニット６０を停止することなく、継続的な沸き上げ単独運転が可能となる。尚、所定時間は、２次側循環配管５１内の残留空気が排出されて２次側循環配管５１内が十分浴槽水で満たされる時間に設定する。
【００３４】
また、沸き上げ単独運転中に、貯湯追い焚き運転要求があった場合において、貯湯追い焚き運転終了後、継続して沸き上げ単独運転要求があった場合は、循環ポンプ５２と２次側循環ポンプ２１は停止せず、三方弁３１および四方弁３２により図４に示す沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転の運転回路構成に切り替え、ヒートポンプユニット６０を動作させる。２次側循環ポンプ５２は、一定時間（例えば１分）運転後、または、２次側配管５２内の循環水温が所定温度（例えばユーザーの設定する浴槽温度）以下であることをサーミスタ５３で検出した場合、利用側熱交換器２２が十分に冷却されたと判断し、運転を停止する。
【００３５】
一方、ヒートポンプユニット６０の運転開始後、一定時間（例えば１０分）経過した場合、または、ヒートポンプ入口配管内の循環水の温度が所定温度（例えば７０℃）以上であることをサーミスタ６６で検出した場合、ヒートポンプユニット６０による貯湯タンク１０の循環水の加熱が十分になされたと判断し、三方弁３１および四方弁３２を動作させ、図１に示す沸き上げ単独運転時の回路になるように切替える。
【００３６】
以上説明した本実施形態の貯湯式給湯機１００によれば、１つの循環ポンプ２１を用いて、貯湯タンク１０内の水の沸き上げ単独運転、貯湯追い焚き運転、および沸き上げ用熱交換器保護追い焚き運転から、要求に応じた最適な運転を選択して行うことができる。これにより、沸き上げ中に追い焚き要求が出された場合であっても、スケールの堆積を抑制しつつ効率のよい追い焚き運転を行うことができる。
【００３７】
ところで、上述した実施の形態１においては、加熱対象水を加熱させる加熱運転の一例として、浴槽水を追い焚きする浴槽水追い焚き運転について説明した。しかしながら、本発明の加熱運転はこれに限定されるものではなく、例えば、暖房用循環水を加熱対象水とする暖房運転であってもよい。
【００３８】
また、上述した実施の形態１においては、ヒートポンプサイクルを、冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界ヒートポンプサイクルとしたが、もちろん一般の臨界圧力以下のヒートポンプサイクルでもよい。またこの場合、冷媒としてはフロンガス、アンモニアなどを用いても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１  貯湯タンクユニット
１０  貯湯タンク
２１  循環ポンプ
２２  利用側熱交換器
３１  三方弁（第１流路切替手段）
３２  四方弁（第２流路切替手段）
４０  タンク下部配管（沸き上げ水循環回路）
４１  ヒートポンプ入口配管（沸き上げ水循環回路）
４２  ヒートポンプ出口配管（沸き上げ水循環回路）
４３  タンク上部配管（沸き上げ水循環回路）
４４  タンク戻し配管（下部戻し流路）
４５  利用側熱交換器１次側入口配管（熱源側流路）
４６  利用側熱交換器１次側出口配管（熱源側流路）
４７  バイパス配管（バイパス流路）
６０  ヒートポンプユニット（加熱手段）
６２  沸き上げ用熱交換器
６６  サーミスタ
７０  制御部（切替制御手段）
１００  貯湯式給湯機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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